Елемент живлення. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Зарядні пристрої, акумулятори, гальванічні елементи

 Коментарі до статті

Гартуючи журнали "Радіо" минулих років, завжди можна почерпнути ідею для нової конструкції. У разі джерелом ідеї послужила стаття [1] під рубрикою " За кордоном " . Прилад, що описується, виконує аналогічну функцію і призначений для швидкої перевірки найбільш поширених гальванічних елементів живлення побутової апаратури.

Випробовувач вимірює залишкову ємність гальванічного елемента живлення на момент виміру у відсотках від номінальної. Місткість елемента - це кількість електрики, яку він може віддати в навантаження. При розрядці незмінним струмом I її значення в ампер-годинах дорівнює розрядному струму, помноженому на тривалість розрядки елемента до заздалегідь обумовленої мінімальної напруги. При розрядці на постійне опір навантаження струм з часом знижується внаслідок зменшення напруги елемента. У цьому випадку ємність елемента розраховують за формулою

де t – тривалість розрядки; i(t) - розрядний струм, що змінюється у процесі розрядки; R_н - Опір навантаження; U - напруга елемента, що змінюється у процесі розрядки; U_ср - напруга елемента, усереднене під час розрядки.

На рис. 1 наведено експериментально зняту криву розрядки лужного елемента "Energizer" типорозміру AA на резистор опором 15 Ом. На рис. 2 - отримана шляхом графічного інтегрування цієї кривої залежність залишкової ємності елемента від напруги. Місткість свіжого нерозрядженого елемента вийшла рівною 2 А·год.

Мал. 1. Крива розрядки лужного елемента Energizer типорозміру AA на резистор опором 15 Ом

Мал. 2. Залежність залишкової ємності елемента від напруги (натисніть для збільшення)

Схема випробувача зображено на рис. 3. Він вимірює за допомогою вбудованого в мікроконтролер DD1 (ATtiny 13A-SU) АЦП напруга на елементі живлення Gx, що перевіряється, при його навантаженні резистором, обраним перемикачем SA2. Виміряне значення порівнюється з константами, записаними в пам'яті мікроконтролера, програмний блок порівняння включає кілька світлодіодів на лінійній шкалі індикатора ємності елемента.

Рис. 3. Схема випробувача (натисніть , щоб збільшити)

Цей індикатор складається із семи світлодіодів зеленого та одного світлодіода жовтого кольорів свічення. Число включених світлодіодів пропорційно до ємності елемента: 100% - включені всі світлодіоди HL1-HL8, 0% - включений лише один жовтий світлодіод HL8.

Якщо напруга елемента менше 1, включається червоний світлодіод HL9. Це свідчить, що елемент живлення, що перевіряється, не придатний для подальшого використання.

При перевірці виробляються десять вимірів напруги елемента з паузами між ними 0,2 с. Потім програма обчислює середнє значення результату, яке і порівнює з константами, що зберігаються в пам'яті. Для правильних показань приладу дільник напруги на підстроювальному резисторі R1 повинен бути відрегульований так, щоб напруга на його рухомому контакті (на вході АЦП мікроконтролера) дорівнювала 1 В при напрузі на елементі 1,5 В.

Регістр зсуву 74HC164 (DD2) комутує світлодіоди HL1-HL8 індикатора, червоний світлодіод HL9 підключений до виходу PB1 мікроконтролера. При включенні живлення всі світлодіоди спалахують на 2 с, після їх гасіння прилад готовий до роботи. Кнопка SB1 служить для запуску підпрограми вимірювання і підключає негативний висновок елемента, що перевіряється, до загального проводу. На час вимірювання (до появи на індикаторі значення ємності елемента, що перевіряється) кнопку необхідно утримувати натиснутою. Перемикач SA2 на три положення служить для вибору резистора, що задає струм навантаження залежно від типорозміру елемента живлення, що перевіряється. Початкові струми розрядки такі: AA, AAA – 100 мА, C – 250 мА, D – 400 мА.

Підстроювальним резистором R1 калібрують прилад. Порядок дій у своїй наступний. До випробувача підключають свіжий гальванічний елемент Gx напругою 1,5 В. При перемикачі SA2 в положенні "AA, AAA" і натиснутою кнопкою SB1 обертанням двигуна підстроювального резистора R1 на вході мікроконтролера PB4 встановлюють напругу 1 В щодо виведення 4.

У вихідному стані кнопки SB1 контакт 3 роз'єму XP1 з'єднаний із загальним дротом, що при програмуванні мікроконтролера викликає збій або вихід з ладу програматора. Щоб уникнути цього на час програмування, необхідно відключити провід від контакту 1 кнопки SB1 або утримувати цю кнопку натиснутою, доки програмування не буде завершено.

Як показала практика, світлодіод HL9, підключений через резистор R15 до контакту 6 роз'єму XP1, на правильну роботу STK500 програматора не впливає.

Живиться випробувач від двох гальванічних елементів G1 та G2 типорозміру AA. Вимикач живлення SA1 має три положення (два з них "Увімк.") і включений між елементами живлення. Цілком допустимо використання іншого джерела живлення зі стабілізованою напругою до 5 і звичайним вимикачем.

Друкована плата випробувача зображена на рис. 4, а розташування елементів у ньому - на рис. 5. Плата розрахована на розміщення в корпусі від зарядного пристрою Varta. У передбачені в ній прямокутні отвори впаюють контактні пелюстки, які при встановленні плати в корпус з'єднують її ланцюги з елементами живлення G1, G2 і елементом Gx, що перебувають на штатних установочних місцях корпусу. Для перевірки елементів більшого розміру у верхній частині корпусу встановлено контактну колодку. Зовнішній вигляд зібраного приладу показано на рис. 6.

Рис. 4. Друкована плата випробувача

Рис. 5. Розташування елементів на платі випробувача

Рис. 6. Зовнішній вигляд зібраного випробувача

Резистори R2 та R7-R15 – типорозміру 1206 для поверхневого монтажу, R3-R5 – потужністю 0,25 Вт, R6 – потужністю 0,5 Вт для навісного монтажу. Підстроювальний резистор R1 - багатооборотний.

Оксидні конденсатори можна використовувати будь-якого типу. Конденсатор C2 – керамічний КМ-6 або аналогічний імпортний. Замість дискретних світлодіодів HL1-HL9 можна застосувати готову лінійну світлодіодну шкалу, наприклад, DC-7G3HWA. Роз'єм XP1 – вилка PLD-6.

Для підвищення достовірності результату рекомендується перевіряти елементи під час опору навантаження, близькому до того, з яким його передбачається експлуатувати надалі. Ще більшої точності можна досягти, якщо передбачити у програмі кілька блоків констант, з якими порівнюватиметься напруга елемента залежно від його типу.

При програмуванні мікроконтролера його розряди конфігурації для роботи від тактового внутрішнього генератора частотою 4,8 МГц повинні бути встановлені наступним чином:

CKSEL = 01;

SUT = 10;

CKDIV8 = 1.

p align="justify"> При розробці програмного забезпечення використаний файл 16121572.asm - програмна реалізація інтерфейсу SPI для моделі AT90S1200 з книги [2].

Програму мікроконтролера можна завантажити з ftp://ftp.radio.ru/pub/2015/06/testbat_v2.zip.

література

1. Тестер для елементів живлення ("За кордоном"). – Радіо, 1991, № 6, с. 86.
2. Трамперт Ст. AVR-RISC мікроконтролери. – Київ: "МК-Прес", 2006.

Автор: Н. Салімов

Дивіться інші статті розділу Зарядні пристрої, акумулятори, гальванічні елементи.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву На землі закінчується фосфор 23.08.2021 Міжнародна група вчених із Данії та Великобританії з'ясувала, що незабаром людство може зіткнутися з гострою нестачею фосфору. На Землі закінчується життєво важливий ресурс Причиною дефіциту фосфору, необхідного для виробництва сільськогосподарських продуктів стане нераціональне використання мінеральних добрив, які вимиваються в океани. Брак фосфору потенційно загрожує людству голодом. За останні 50 років кількість фосфорних добрив, що використовуються, зросла в 50 разів, а до 2050 року попит на них потенційно повинен подвоїтися. Якщо для збереження фосфору нічого не буде зроблено, його запаси незабаром можуть значно виснажитися. Деякі теоретичні моделі передбачають, що за нинішніх рівнів споживання доступний фосфор може зникнути вже за 80 років, що спричинить неврожаїв. Згідно з більш консервативними оцінками, це відбудеться через 400 років, але найпесимістичніші прогнози вказують на 40 років. На думку дослідників, умовою запобігання фосфорній кризі стане скорочення її застосування, а також розробка способів повторного використання. Створення замкнутої системи рециркуляції дозволить застосовувати фосфати до 46 разів як добрива, паливо або продукти харчування, але вирішення проблеми, яка торкається забруднених добрив водойми, не існує.

Інші цікаві новини:

▪ Підводний човен на літій-іонних батареях

▪ Рулонний смартфон Motorola

▪ Де і коли вперше приручили коней

▪ Процесори Intel Core восьмого покоління

▪ MAX9729 - новий підсилювач для навушників

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Перетворювачі напруги, випрямлячі, інвертори. Добірка статей

▪ стаття Шкідливі речовини, їхня класифікація. Основи безпечної життєдіяльності

▪ статья Який літак найшвидший? Детальна відповідь

▪ стаття Відповідальність посадових осіб

▪ стаття Литографське чорнило. Прості рецепти та поради

▪ стаття Електролізні установки та установки гальванічних покриттів. Галузь застосування. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024